JP2000228369A - シリコン膜形成装置及びシリコン膜形成方法 - Google Patents
シリコン膜形成装置及びシリコン膜形成方法Info
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- JP2000228369A JP2000228369A JP11028850A JP2885099A JP2000228369A JP 2000228369 A JP2000228369 A JP 2000228369A JP 11028850 A JP11028850 A JP 11028850A JP 2885099 A JP2885099 A JP 2885099A JP 2000228369 A JP2000228369 A JP 2000228369A
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- raw material
- silicon
- film forming
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- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 膜質が均一であるシリコン膜を形成可能な
シリコン膜形成装置及びシリコン膜形成方法を提供す
る。 【解決手段】 シリコン膜形成装置２０は、半導体原料
液が塗布された基板８をヒータ６により加熱して基板８
上にシリコン膜を形成させるシリコン膜形成装置であ
り、基板８の半導体原料液の塗布面８ａと対向する位置
に配設され、加熱により塗布面８ａから気化した半導体
原料を付着させる原料付着面９ａを有するシリコン付着
部材９を備える。
シリコン膜形成装置及びシリコン膜形成方法を提供す
る。 【解決手段】 シリコン膜形成装置２０は、半導体原料
液が塗布された基板８をヒータ６により加熱して基板８
上にシリコン膜を形成させるシリコン膜形成装置であ
り、基板８の半導体原料液の塗布面８ａと対向する位置
に配設され、加熱により塗布面８ａから気化した半導体
原料を付着させる原料付着面９ａを有するシリコン付着
部材９を備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シリコン膜形成装置及
びシリコン膜形成方法に関し、特にＬＳＩ、薄膜トラン
ジスタ、太陽電池等の光電変換装置及び感光体等に用い
るシリコン膜についてのシリコン膜形成装置及びシリコ
ン膜形成方法に関する。
びシリコン膜形成方法に関し、特にＬＳＩ、薄膜トラン
ジスタ、太陽電池等の光電変換装置及び感光体等に用い
るシリコン膜についてのシリコン膜形成装置及びシリコ
ン膜形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、多結晶シリコン膜（以下、「ｐｏ
ｌｙ−Ｓｉ膜」と称する）やアモルファスシリコン膜
（以下、「ａ−Ｓｉ膜」と称する）の形成方法として
は、シランガスを用いた熱ＣＶＤ（Chemical Vapor Dep
osition ）法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法等が利用
されており、一般にはｐｏｌｙ−Ｓｉ膜の形成には熱Ｃ
ＶＤ法が、ａ−Ｓｉ膜の形成にはプラスマＣＶＤ法が広
く用いられている。
ｌｙ−Ｓｉ膜」と称する）やアモルファスシリコン膜
（以下、「ａ−Ｓｉ膜」と称する）の形成方法として
は、シランガスを用いた熱ＣＶＤ（Chemical Vapor Dep
osition ）法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法等が利用
されており、一般にはｐｏｌｙ−Ｓｉ膜の形成には熱Ｃ
ＶＤ法が、ａ−Ｓｉ膜の形成にはプラスマＣＶＤ法が広
く用いられている。
【０００３】高次シランガスを用いたＣＶＤ法として
は、高次シランガスを大気圧以上の圧力下で熱分解する
方法（特公平４−６２０７３号公報）、環状シランガス
を熱分解する方法（特公平５−４６９号公報）、分岐シ
ランガスを用いる方法（特開昭６０−２６６６５号公
報）、トリシラン以上の高次のシランガスを用いて４８
０℃以下で熱ＣＶＤを行う方法（特公平５−５６８５２
号公報）等が提案されている。しかし、これらのＣＶＤ
法で形成できる膜はａ−Ｓｉ膜であり、また、これらの
ＣＶＤ法には以下の問題点がある。
は、高次シランガスを大気圧以上の圧力下で熱分解する
方法（特公平４−６２０７３号公報）、環状シランガス
を熱分解する方法（特公平５−４６９号公報）、分岐シ
ランガスを用いる方法（特開昭６０−２６６６５号公
報）、トリシラン以上の高次のシランガスを用いて４８
０℃以下で熱ＣＶＤを行う方法（特公平５−５６８５２
号公報）等が提案されている。しかし、これらのＣＶＤ
法で形成できる膜はａ−Ｓｉ膜であり、また、これらの
ＣＶＤ法には以下の問題点がある。
【０００４】すなわち、気相反応を用いるため気相で
粒子が発生し、シリコン膜形成装置の汚染やデバイスの
歩留まり低下等の問題を生じる。原料をガス状で用い
るため、表面に凹凸のある基体上に良好なステップカバ
レージをもつ膜が得にくい。シリコン膜形成速度が遅
くスループットが低い。プラズマＣＶＤ法においては
高周波発生装置等の複雑で高価な装置が必要となる。
高価な高真空装置が必要となる等である。
粒子が発生し、シリコン膜形成装置の汚染やデバイスの
歩留まり低下等の問題を生じる。原料をガス状で用い
るため、表面に凹凸のある基体上に良好なステップカバ
レージをもつ膜が得にくい。シリコン膜形成速度が遅
くスループットが低い。プラズマＣＶＤ法においては
高周波発生装置等の複雑で高価な装置が必要となる。
高価な高真空装置が必要となる等である。
【０００５】そこで、これらからの問題を回避する
ために、気相反応ではなく液体状の原料を用いる方法が
提案されている。例えば、液体状高次シランを基体上に
塗布した後、昇温し、昇温過程を含む熱履歴を経させて
塗布膜内で分解反応させ、基体上にシリコン膜を形成さ
せるもの（特開平７−２６７６２１号公報）や、一般式
−（ＳｉＲ）ｎ−（Ｒは水素、β位水素を有する炭素数
２以上のアルキル基およびフェニル基、シリル基からな
る群より選択される少なくとも１種）で表されるポリシ
ランの溶液を基板上に塗布した後、熱分解によりシリコ
ンを遊離させるもの（特開平９−２３７９２７号公報）
がある。
ために、気相反応ではなく液体状の原料を用いる方法が
提案されている。例えば、液体状高次シランを基体上に
塗布した後、昇温し、昇温過程を含む熱履歴を経させて
塗布膜内で分解反応させ、基体上にシリコン膜を形成さ
せるもの（特開平７−２６７６２１号公報）や、一般式
−（ＳｉＲ）ｎ−（Ｒは水素、β位水素を有する炭素数
２以上のアルキル基およびフェニル基、シリル基からな
る群より選択される少なくとも１種）で表されるポリシ
ランの溶液を基板上に塗布した後、熱分解によりシリコ
ンを遊離させるもの（特開平９−２３７９２７号公報）
がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ＬＳＩ、薄膜トランジ
スタ、太陽電池等の光電変換装置及び感光体等に用いる
シリコン膜は、基板上に形成されたその膜質が膜内で均
一である必要がある。しかし、液体状高次シラン等の蒸
気圧の高い原料の塗布、加熱分解による方法では、塗布
された半導体原料液が加熱により熱重合して半導体原料
液と基板との界面側からシリコン膜が形成され、基板上
で成長してなる層（「液相成長層」と称する）と、塗布
面から加熱により気化し、雰囲気中に拡散した半導体原
料の一部が、塗布面からの気化が収まった後、基板上で
熱重合して形成された層（「気相成長層」と称する）と
の多層構造をつくるため、均一な膜質が得られない。こ
れは液体状の原料のみでなる原料を用いた場合だけでな
く、原料を溶媒に溶解した原料の溶液を用いた場合でも
同様である。
スタ、太陽電池等の光電変換装置及び感光体等に用いる
シリコン膜は、基板上に形成されたその膜質が膜内で均
一である必要がある。しかし、液体状高次シラン等の蒸
気圧の高い原料の塗布、加熱分解による方法では、塗布
された半導体原料液が加熱により熱重合して半導体原料
液と基板との界面側からシリコン膜が形成され、基板上
で成長してなる層（「液相成長層」と称する）と、塗布
面から加熱により気化し、雰囲気中に拡散した半導体原
料の一部が、塗布面からの気化が収まった後、基板上で
熱重合して形成された層（「気相成長層」と称する）と
の多層構造をつくるため、均一な膜質が得られない。こ
れは液体状の原料のみでなる原料を用いた場合だけでな
く、原料を溶媒に溶解した原料の溶液を用いた場合でも
同様である。
【０００７】本発明は、上記の問題点に鑑みてなされた
ものであり、上記したからの問題を回避し、膜質が
均一であるシリコン膜を形成可能なシリコン膜形成装置
及びシリコン膜形成方法を提供するものである。
ものであり、上記したからの問題を回避し、膜質が
均一であるシリコン膜を形成可能なシリコン膜形成装置
及びシリコン膜形成方法を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明によれば、半導
体原料液が塗布された基体を加熱手段により加熱して基
体上にシリコン膜を形成させるシリコン膜形成装置にお
いて、基体の半導体原料液の塗布面と対向する位置に配
設され、加熱により塗布面から気化した半導体原料を付
着させる原料付着面を有するシリコン付着部材を備えた
ことを特徴とするシリコン膜形成装置が提供される。
体原料液が塗布された基体を加熱手段により加熱して基
体上にシリコン膜を形成させるシリコン膜形成装置にお
いて、基体の半導体原料液の塗布面と対向する位置に配
設され、加熱により塗布面から気化した半導体原料を付
着させる原料付着面を有するシリコン付着部材を備えた
ことを特徴とするシリコン膜形成装置が提供される。
【０００９】かくして、本発明のシリコン膜形成装置で
は、液体状高次シラン等の蒸気圧の高い液体状の半導体
原料または半導体原料の溶液を基体上に塗布し、加熱し
て分解させシリコン膜を形成する際に、塗布面から加熱
により気化したシリコン粒子及び半導体原料を、基体の
半導体原料液塗布面と対向する位置に配設されたシリコ
ン付着部材の原料付着面に付着させることができる。こ
れにより、基体上には塗布された半導体原料液の高次シ
ラン等が塗布液中で熱重合して形成された熱重合膜の層
（液相成長層）のみからなるシリコン膜を形成できる。
したがって、基体上に気相成長層と液相成長層とからな
るシリコンの多層構造の形成を防止でき、膜質が均一で
あるシリコン膜を得ることができる。
は、液体状高次シラン等の蒸気圧の高い液体状の半導体
原料または半導体原料の溶液を基体上に塗布し、加熱し
て分解させシリコン膜を形成する際に、塗布面から加熱
により気化したシリコン粒子及び半導体原料を、基体の
半導体原料液塗布面と対向する位置に配設されたシリコ
ン付着部材の原料付着面に付着させることができる。こ
れにより、基体上には塗布された半導体原料液の高次シ
ラン等が塗布液中で熱重合して形成された熱重合膜の層
（液相成長層）のみからなるシリコン膜を形成できる。
したがって、基体上に気相成長層と液相成長層とからな
るシリコンの多層構造の形成を防止でき、膜質が均一で
あるシリコン膜を得ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明のシリコン膜形成装置は、
少なくとも基体を収納するチャンバーと、基体を支持す
る基体支持手段と、支持部に支持された基体を加熱する
加熱手段と、チャンバー内の基体に半導体原料液を供給
する原料液供給手段と、不活性ガスによりチャンバー内
を加圧・減圧する圧力調整手段と、基体の半導体原料液
の塗布面と対向する位置に配設され加熱により気化した
半導体原料を付着させるシリコン付着部材とを備える。
少なくとも基体を収納するチャンバーと、基体を支持す
る基体支持手段と、支持部に支持された基体を加熱する
加熱手段と、チャンバー内の基体に半導体原料液を供給
する原料液供給手段と、不活性ガスによりチャンバー内
を加圧・減圧する圧力調整手段と、基体の半導体原料液
の塗布面と対向する位置に配設され加熱により気化した
半導体原料を付着させるシリコン付着部材とを備える。
【００１１】チャンバーは、チャンバー内の基体に半導
体原料液を塗布する塗布室と、半導体原料液が塗布され
た基体を加熱して基体上にシリコン膜を形成する製膜室
との２室からなるものが好ましい。この場合、例えば、
ゲートバルブによりチャンバー内を上記２室に隔絶し、
塗布室で半導体原料液が塗布された基体を製膜室に搬送
する基体搬送手段を備えるのが好ましい。基体搬送手段
としては、マニュピレータを備えたロボット機構、コン
ベア等が挙げられる。塗布室は、基体に供給された半導
体原料液を基体上に一様に展開させるための機構、例え
ば、スピンコーターを備えるのが好ましい。
体原料液を塗布する塗布室と、半導体原料液が塗布され
た基体を加熱して基体上にシリコン膜を形成する製膜室
との２室からなるものが好ましい。この場合、例えば、
ゲートバルブによりチャンバー内を上記２室に隔絶し、
塗布室で半導体原料液が塗布された基体を製膜室に搬送
する基体搬送手段を備えるのが好ましい。基体搬送手段
としては、マニュピレータを備えたロボット機構、コン
ベア等が挙げられる。塗布室は、基体に供給された半導
体原料液を基体上に一様に展開させるための機構、例え
ば、スピンコーターを備えるのが好ましい。
【００１２】半導体原料液の塗布と基体の加熱とを１室
で行う場合には、基体搬送手段が不要となるが、スピン
コーター等の原料液展開の機構、加熱手段及び原料液供
給手段の適正配置が必要となる。基体支持手段は、半導
体原料液を塗布した基体の塗布面がシリコン付着部材に
対向するよう基体を水平に、あるいは所定の角度で支持
するもので、基体を支持台に接着、把持、ネジ止め、あ
るいは水平面に載置して固定枠内に挿入することにより
基体の変位を防止できるものが好ましい。
で行う場合には、基体搬送手段が不要となるが、スピン
コーター等の原料液展開の機構、加熱手段及び原料液供
給手段の適正配置が必要となる。基体支持手段は、半導
体原料液を塗布した基体の塗布面がシリコン付着部材に
対向するよう基体を水平に、あるいは所定の角度で支持
するもので、基体を支持台に接着、把持、ネジ止め、あ
るいは水平面に載置して固定枠内に挿入することにより
基体の変位を防止できるものが好ましい。
【００１３】気化した半導体原料を付着させる際、シリ
コン付着部材の温度が基体の半導体原料液の塗布面の温
度よりも低くなるよう設定されることが必須である。こ
のため、シリコン付着部材が基体よりも遠位側となるよ
う加熱手段が配置されるのが好ましい。加熱手段は、半
導体原料液の塗布が可能なように半導体原料の固体化合
物が液体となる温度まで上げることができるものが好ま
しい。加熱手段の具体例としては、セラミックヒータ、
赤外線ランプ等が挙げられる。
コン付着部材の温度が基体の半導体原料液の塗布面の温
度よりも低くなるよう設定されることが必須である。こ
のため、シリコン付着部材が基体よりも遠位側となるよ
う加熱手段が配置されるのが好ましい。加熱手段は、半
導体原料液の塗布が可能なように半導体原料の固体化合
物が液体となる温度まで上げることができるものが好ま
しい。加熱手段の具体例としては、セラミックヒータ、
赤外線ランプ等が挙げられる。
【００１４】この発明によるシリコン付着部材は、少な
くとも加熱の際に、基体の半導体原料液の塗布面から所
定の間隔を有して基体を覆うように配設されるのが好ま
しい。シリコン付着部材は、塗布面から気化した半導体
原料液が雰囲気中で熱重合してなる気相生成物を付着さ
せる部材であり、気相生成物を付着させる適切な付着面
を有するものが好ましい。シリコン付着部材の材質とし
ては、石英等が挙げられる。
くとも加熱の際に、基体の半導体原料液の塗布面から所
定の間隔を有して基体を覆うように配設されるのが好ま
しい。シリコン付着部材は、塗布面から気化した半導体
原料液が雰囲気中で熱重合してなる気相生成物を付着さ
せる部材であり、気相生成物を付着させる適切な付着面
を有するものが好ましい。シリコン付着部材の材質とし
ては、石英等が挙げられる。
【００１５】シリコン付着部材の原料付着面は、平面状
または椀状に形成された、板状もしくはメッシュ状の部
材で構成されるのが好ましい。これらのシリコン付着部
材の付着面は、基体の半導体原料液の塗布面と対向する
部位が主面となるが、その反対側の面あるいは側面も付
着面となり得る。原料付着面は、５〜１８０ｍｍの間隔
を有して基体の半導体原料液の塗布面と対向するように
配設されるのが望ましい。また、原料付着面は、少なく
とも基体の投射影を投影するに足る面積を有するのが好
ましい。
または椀状に形成された、板状もしくはメッシュ状の部
材で構成されるのが好ましい。これらのシリコン付着部
材の付着面は、基体の半導体原料液の塗布面と対向する
部位が主面となるが、その反対側の面あるいは側面も付
着面となり得る。原料付着面は、５〜１８０ｍｍの間隔
を有して基体の半導体原料液の塗布面と対向するように
配設されるのが望ましい。また、原料付着面は、少なく
とも基体の投射影を投影するに足る面積を有するのが好
ましい。
【００１６】原料付着面は、平面状に形成すれば気化し
た半導体原料を均一に付着させることができるが、椀状
に形成すれば面と平行する方向への拡散を防止できる。
さらに原料付着面にメッシュ状の部材を使用すれば、椀
状等に形成した場合に生じる椀内の圧力上昇を抑えるこ
とができる。メッシュを構成する網目の形状は特に限定
されないが、例えば格子（矩形）、多角形、円、楕円等
が挙げられる。網目の目の開き（大きさ）、網を構成す
る線材の直径及び幅等は特に限定されない。
た半導体原料を均一に付着させることができるが、椀状
に形成すれば面と平行する方向への拡散を防止できる。
さらに原料付着面にメッシュ状の部材を使用すれば、椀
状等に形成した場合に生じる椀内の圧力上昇を抑えるこ
とができる。メッシュを構成する網目の形状は特に限定
されないが、例えば格子（矩形）、多角形、円、楕円等
が挙げられる。網目の目の開き（大きさ）、網を構成す
る線材の直径及び幅等は特に限定されない。
【００１７】この発明における半導体原料液は、液体状
の原料のみでなるか、原料の溶液からなる。半導体原料
液は、一般式Ｓｉn Ｒm Ｓｙi （ｎはｎ≧１の整数、Ｒ
はそれぞれ独立に水素、有機基からなる群から選択され
る。Ｓｙはシリル基、ｍ＋ｉ＝２ｎ＋２、ｍはｍ≧０の
整数、ｉはｉ≧０の整数）あるいはＳｉq Ｒt Ｓｙ
w（ｑはｑ≧３の整数、Ｒはそれぞれ独立に水素、有機
基からなる群から選択される。Ｓｙはシリル基、ｔ＋ｗ
＝２ｑ、ｔはｔ≧０の整数、ｗはｗ≧０の整数）、なら
びにＳｉn Ｘk Ｈj （Ｘはハロゲン原子、ｋ＋ｊ＝２ｎ
＋２、ｋはｋ≧１の整数、ｊはｊ≧０の整数、ｎはｎ≧
１の整数）あるいはＳｉq Ｘy Ｈz （Ｘはハロゲン原
子、ｙ＋ｚ＝２ｑ、ｙはｙ≧１の整数、ｚはｚ≧０の整
数、ｑはｑ≧３の整数）で表される化合物である。な
お、上記した一般式Ｓｉq Ｒt Ｓｙw 及びＳｉq Ｘy Ｈ
z の化合物は、環状シラン誘導体を示す。
の原料のみでなるか、原料の溶液からなる。半導体原料
液は、一般式Ｓｉn Ｒm Ｓｙi （ｎはｎ≧１の整数、Ｒ
はそれぞれ独立に水素、有機基からなる群から選択され
る。Ｓｙはシリル基、ｍ＋ｉ＝２ｎ＋２、ｍはｍ≧０の
整数、ｉはｉ≧０の整数）あるいはＳｉq Ｒt Ｓｙ
w（ｑはｑ≧３の整数、Ｒはそれぞれ独立に水素、有機
基からなる群から選択される。Ｓｙはシリル基、ｔ＋ｗ
＝２ｑ、ｔはｔ≧０の整数、ｗはｗ≧０の整数）、なら
びにＳｉn Ｘk Ｈj （Ｘはハロゲン原子、ｋ＋ｊ＝２ｎ
＋２、ｋはｋ≧１の整数、ｊはｊ≧０の整数、ｎはｎ≧
１の整数）あるいはＳｉq Ｘy Ｈz （Ｘはハロゲン原
子、ｙ＋ｚ＝２ｑ、ｙはｙ≧１の整数、ｚはｚ≧０の整
数、ｑはｑ≧３の整数）で表される化合物である。な
お、上記した一般式Ｓｉq Ｒt Ｓｙw 及びＳｉq Ｘy Ｈ
z の化合物は、環状シラン誘導体を示す。
【００１８】上記の有機基としては、エチル、ｔ−ブチ
ル、オクタデシル、フェニル等が挙げられる。これらの
有機基を含む半導体原料化合物としては、ＳｉＨ3(Ｃ18
Ｈ37)[オクタデシルシラン] 、Ｓｉ( Ｃ2 Ｈ5)4[テトラ
エチルシラン] 、テトラフェニルシラン[ Ｓｉ（Ｃ6 Ｈ
5 ）4 ）] １，１，２，２，３，３，４，４，５，５，
６，６−ドデカｔ−ブチルヘキサシラン[ Ｓｉ6 Ｈ
2 （Ｃ（ＣＨ3 ）3 ）12）] 、オクタデカエチルオクタ
シラン[ Ｓｉ8 （Ｃ2 Ｈ5 ）18] 、オクタｔ−ブチルシ
クロテトラシラン[ Ｓｉ4 （Ｃ（ＣＨ3 ）3 ）8 ] ノル
マルテトラシラン（ｎ−Ｓｉ4 Ｈ10）、ノルマルペンタ
シラン（ｎ−Ｓｉ5 Ｈ12）、ノルマルヘキサシラン（ｎ
−Ｓｉ6 Ｈ14）、ノルマルヘプタシラン（ｎ−Ｓｉ7 Ｈ
16）、シクロペンタシラン（Ｓｉ5 Ｈ10）、シクロヘキ
サシラン（Ｓｉ6 Ｈ12）、シクロデカシラン（Ｓｉ10Ｈ
20）等が挙げられる。上記のハロゲン原子としては、フ
ッ素、塩素、臭素等が挙げられる。これらのハロゲン原
子を含む半導体原料化合物としては、トリブロモシラン
（ＳｉＨＢｒ 3 ）、ヘキサクロロジシラン（Ｓｉ2 Ｃｌ
6 ）、オクタフルオロトリシラン（Ｓｉ3 Ｆ8 ）、ドデ
カクロロペンタシラン（Ｓｉ5 Ｃｌ12）等が挙げられ
る。これらの化合物は単独で用いてもよく、混合物とし
て用いてもよい。
ル、オクタデシル、フェニル等が挙げられる。これらの
有機基を含む半導体原料化合物としては、ＳｉＨ3(Ｃ18
Ｈ37)[オクタデシルシラン] 、Ｓｉ( Ｃ2 Ｈ5)4[テトラ
エチルシラン] 、テトラフェニルシラン[ Ｓｉ（Ｃ6 Ｈ
5 ）4 ）] １，１，２，２，３，３，４，４，５，５，
６，６−ドデカｔ−ブチルヘキサシラン[ Ｓｉ6 Ｈ
2 （Ｃ（ＣＨ3 ）3 ）12）] 、オクタデカエチルオクタ
シラン[ Ｓｉ8 （Ｃ2 Ｈ5 ）18] 、オクタｔ−ブチルシ
クロテトラシラン[ Ｓｉ4 （Ｃ（ＣＨ3 ）3 ）8 ] ノル
マルテトラシラン（ｎ−Ｓｉ4 Ｈ10）、ノルマルペンタ
シラン（ｎ−Ｓｉ5 Ｈ12）、ノルマルヘキサシラン（ｎ
−Ｓｉ6 Ｈ14）、ノルマルヘプタシラン（ｎ−Ｓｉ7 Ｈ
16）、シクロペンタシラン（Ｓｉ5 Ｈ10）、シクロヘキ
サシラン（Ｓｉ6 Ｈ12）、シクロデカシラン（Ｓｉ10Ｈ
20）等が挙げられる。上記のハロゲン原子としては、フ
ッ素、塩素、臭素等が挙げられる。これらのハロゲン原
子を含む半導体原料化合物としては、トリブロモシラン
（ＳｉＨＢｒ 3 ）、ヘキサクロロジシラン（Ｓｉ2 Ｃｌ
6 ）、オクタフルオロトリシラン（Ｓｉ3 Ｆ8 ）、ドデ
カクロロペンタシラン（Ｓｉ5 Ｃｌ12）等が挙げられ
る。これらの化合物は単独で用いてもよく、混合物とし
て用いてもよい。
【００１９】上記化合物のうち、ノルマルテトラシラン
（ｎ−Ｓｉ4 Ｈ10）、ノルマルペンタシラン（ｎ−Ｓｉ
5 Ｈ12）、ノルマルヘキサシラン（ｎ−Ｓｉ6 Ｈ14）、
ノルマルヘプタシラン（ｎ−Ｓｉ7 Ｈ16）、シクロペン
タシラン（Ｓｉ5 Ｈ10）、シクロヘキサシラン（Ｓｉ6
Ｈ12）、トリブロモシラン（ＳｉＨＢｒ3 ）、ヘキサク
ロロジシラン（Ｓｉ2 Ｃｌ6 ）、オクタフルオロトリシ
ラン（Ｓｉ3 Ｆ8 ）、オクタデシルシラン（ＳｉＨ
3 （Ｃ18Ｈ37））、テトラエチルシランＳｉ（Ｃ
2Ｈ5 ）4 等、及びこれらの異性体は、常温で液体であ
るため各化合物自体を基体に塗布可能であるが、溶媒に
溶かして溶液として用いてもよい。この溶媒には、トル
エン、キシレン、石油エーテル等が挙げられる。
（ｎ−Ｓｉ4 Ｈ10）、ノルマルペンタシラン（ｎ−Ｓｉ
5 Ｈ12）、ノルマルヘキサシラン（ｎ−Ｓｉ6 Ｈ14）、
ノルマルヘプタシラン（ｎ−Ｓｉ7 Ｈ16）、シクロペン
タシラン（Ｓｉ5 Ｈ10）、シクロヘキサシラン（Ｓｉ6
Ｈ12）、トリブロモシラン（ＳｉＨＢｒ3 ）、ヘキサク
ロロジシラン（Ｓｉ2 Ｃｌ6 ）、オクタフルオロトリシ
ラン（Ｓｉ3 Ｆ8 ）、オクタデシルシラン（ＳｉＨ
3 （Ｃ18Ｈ37））、テトラエチルシランＳｉ（Ｃ
2Ｈ5 ）4 等、及びこれらの異性体は、常温で液体であ
るため各化合物自体を基体に塗布可能であるが、溶媒に
溶かして溶液として用いてもよい。この溶媒には、トル
エン、キシレン、石油エーテル等が挙げられる。
【００２０】また上記化合物のうち、ノルマルデカシラ
ン（ｎ−Ｓｉ10Ｈ22）、シクロデカシラン（Ｓｉ
10Ｈ20）、ドデカクロロペンタシラン（Ｓｉ5 Ｃ
ｌ12）、テトラフェニルシラン（Ｓｉ（Ｃ
6 Ｈ5 ）4 ）、１，１，２，２，３，３，４，４，５，
５，６，６−ドデカｔ−ブチルヘキサシラン（Ｓｉ6 Ｈ
2 （Ｃ（ＣＨ3 ）3 ）12）、オクタデカエチルオクタシ
ラン（Ｓｉ8 （Ｃ2 Ｈ5 ）18）、オクタｔ−ブチルシク
ロテトラシラン（Ｓｉ4 （Ｃ（ＣＨ3 ）3 ）8 ）等、及
びこれらの異性体は、常温では固体であるため各化合物
を溶媒に溶かし溶液として用いる。この溶媒には、トル
エン、キシレン、石油エーテル等が挙げられる。
ン（ｎ−Ｓｉ10Ｈ22）、シクロデカシラン（Ｓｉ
10Ｈ20）、ドデカクロロペンタシラン（Ｓｉ5 Ｃ
ｌ12）、テトラフェニルシラン（Ｓｉ（Ｃ
6 Ｈ5 ）4 ）、１，１，２，２，３，３，４，４，５，
５，６，６−ドデカｔ−ブチルヘキサシラン（Ｓｉ6 Ｈ
2 （Ｃ（ＣＨ3 ）3 ）12）、オクタデカエチルオクタシ
ラン（Ｓｉ8 （Ｃ2 Ｈ5 ）18）、オクタｔ−ブチルシク
ロテトラシラン（Ｓｉ4 （Ｃ（ＣＨ3 ）3 ）8 ）等、及
びこれらの異性体は、常温では固体であるため各化合物
を溶媒に溶かし溶液として用いる。この溶媒には、トル
エン、キシレン、石油エーテル等が挙げられる。
【００２１】これら化合物が液体となる温度に雰囲気温
度を上げることにより、半導体原料液を基体に塗布する
ことができる。この発明によるシリコン膜の形成は、不
活性ガス雰囲気中で行われるのが好ましい。不活性ガス
としては、ヘリウム、ネオン、アルゴン、キセノン等が
挙げられる。不活性ガス雰囲気下の不活性ガスの圧力
は、好ましくは１０ｋＰａ以上である。
度を上げることにより、半導体原料液を基体に塗布する
ことができる。この発明によるシリコン膜の形成は、不
活性ガス雰囲気中で行われるのが好ましい。不活性ガス
としては、ヘリウム、ネオン、アルゴン、キセノン等が
挙げられる。不活性ガス雰囲気下の不活性ガスの圧力
は、好ましくは１０ｋＰａ以上である。
【００２２】この発明によれば、半導体原料液を基体上
に塗布した後、加熱によりこの基体上にシリコン膜を形
成させるシリコン膜形成方法において、半導体原料液の
塗布は、基体上に塗布厚み１μｍ以上で行われるのが好
ましい。半導体原料液の基体上での塗布厚みは、スピン
コーターの回転速度、回転時間等による基体上への原料
展開機構や基体上への原料供給量により調整、制御され
る。本発明による半導体原料液を基体上に塗布した後、
加熱によりこの基体上にシリコン膜を形成させるシリコ
ン膜形成装置としては、例えば、図１または図２に示す
ような装置が挙げられ、以下に示す工程により上記の目
的が達成される。
に塗布した後、加熱によりこの基体上にシリコン膜を形
成させるシリコン膜形成方法において、半導体原料液の
塗布は、基体上に塗布厚み１μｍ以上で行われるのが好
ましい。半導体原料液の基体上での塗布厚みは、スピン
コーターの回転速度、回転時間等による基体上への原料
展開機構や基体上への原料供給量により調整、制御され
る。本発明による半導体原料液を基体上に塗布した後、
加熱によりこの基体上にシリコン膜を形成させるシリコ
ン膜形成装置としては、例えば、図１または図２に示す
ような装置が挙げられ、以下に示す工程により上記の目
的が達成される。
【００２３】本発明によりシリコン膜を形成するには、
まず、製膜用のチャンバー内に基体（基板）を固定し、
基体の表面に半導体原料液、すなわち、液体状の半導体
原料または半導体原料の溶液を好ましくは１μｍ以上の
厚さに塗布する。次に、加熱手段により基体及び塗布面
を加熱する。このとき、塗布液中では、熱重合により塗
布液と半導体原料液及び基板との界面側からシリコン膜
が形成、成長し、液相成長層として基板上に堆積され
る。従来、塗布面から気化し、雰囲気中に拡散した半導
体原料の一部は、塗布面からの気化が収まった後、液相
成長層上に付着され、加熱により熱重合してしまう。
まず、製膜用のチャンバー内に基体（基板）を固定し、
基体の表面に半導体原料液、すなわち、液体状の半導体
原料または半導体原料の溶液を好ましくは１μｍ以上の
厚さに塗布する。次に、加熱手段により基体及び塗布面
を加熱する。このとき、塗布液中では、熱重合により塗
布液と半導体原料液及び基板との界面側からシリコン膜
が形成、成長し、液相成長層として基板上に堆積され
る。従来、塗布面から気化し、雰囲気中に拡散した半導
体原料の一部は、塗布面からの気化が収まった後、液相
成長層上に付着され、加熱により熱重合してしまう。
【００２４】また雰囲気中に拡散した半導体原料の一部
は、基体及びヒータ等の熱源からの輻射熱により雰囲気
中（気相中）で熱重合して前記液相成長層の上に気相成
長層となって堆積し、液相成長層と気相成長層とが積層
してなる多層構造のシリコン膜を形成するため、均一な
膜質の形成が困難であった。本発明では、前記液相成長
層の上に気相成長層となって堆積される気相生成物を、
基板の塗布面と対向する位置に配設されたシリコン付着
部材に選択的に付着させるので液相成長層のみが堆積し
てなる膜質の均一なシリコン膜を形成することができ
る。
は、基体及びヒータ等の熱源からの輻射熱により雰囲気
中（気相中）で熱重合して前記液相成長層の上に気相成
長層となって堆積し、液相成長層と気相成長層とが積層
してなる多層構造のシリコン膜を形成するため、均一な
膜質の形成が困難であった。本発明では、前記液相成長
層の上に気相成長層となって堆積される気相生成物を、
基板の塗布面と対向する位置に配設されたシリコン付着
部材に選択的に付着させるので液相成長層のみが堆積し
てなる膜質の均一なシリコン膜を形成することができ
る。
【００２５】
【実施例】以下、本発明の各実施例を具体的に説明す
る。 ＜実施例１＞実験装置として図１に示した装置２０を使
用した。装置２０は、チャンバー内に形成された塗布室
１と製膜室２とを有し、これら両室はゲートバルブ１１
により開放可能に隔絶されている。塗布室１には、半導
体原料液の供給ライン３と排気ライン５とが、製膜室２
にはガス供給ライン４、排気ラインが５が備えられてい
る。また、塗布室１内にはスピンコーター７が、製膜室
２内には加熱ヒータ６、加熱ヒータ６上に載置された石
英基板８に対向するよう、石英を材料とする板状のシリ
コン付着部材９が設置されている。シリコン付着部材９
が基板８の塗布面８ａに対向する面には、平面状の原料
付着面９ａが形成されている。
る。 ＜実施例１＞実験装置として図１に示した装置２０を使
用した。装置２０は、チャンバー内に形成された塗布室
１と製膜室２とを有し、これら両室はゲートバルブ１１
により開放可能に隔絶されている。塗布室１には、半導
体原料液の供給ライン３と排気ライン５とが、製膜室２
にはガス供給ライン４、排気ラインが５が備えられてい
る。また、塗布室１内にはスピンコーター７が、製膜室
２内には加熱ヒータ６、加熱ヒータ６上に載置された石
英基板８に対向するよう、石英を材料とする板状のシリ
コン付着部材９が設置されている。シリコン付着部材９
が基板８の塗布面８ａに対向する面には、平面状の原料
付着面９ａが形成されている。
【００２６】加熱ヒータ６は、図中上面に加熱面を有す
るセラミックヒータからなる。スピンコーター７の図中
上面及び加熱ヒータ６の加熱面には、載置された石英基
板８を固定枠に挿入して基板８を固定する基体支持手段
がそれぞれ形成されている（図示せず）。さらに、塗布
室１と製膜室２とを連通してスピンコーター７上の基板
８を加熱ヒータ６上に搬送する基体搬送手段を有する
（図示せず）。
るセラミックヒータからなる。スピンコーター７の図中
上面及び加熱ヒータ６の加熱面には、載置された石英基
板８を固定枠に挿入して基板８を固定する基体支持手段
がそれぞれ形成されている（図示せず）。さらに、塗布
室１と製膜室２とを連通してスピンコーター７上の基板
８を加熱ヒータ６上に搬送する基体搬送手段を有する
（図示せず）。
【００２７】半導体原料液としてノルマルテトラシラ
ン、ノルマルペンタシラン、ノルマルヘキサシランの液
体状高次シラン混合液を使用し、以下に示す手順で製膜
を行った。まず、ゲートバルブ１１を開いた状態で、塗
布室１及び製膜室２を２×１０-4Ｐａまで真空排気した
後、ガス供給ライン４からヘリウムガスを４０ｋＰａま
で導入した。次に、半導体原料供給ライン３から石英基
板８上にノルマルテトラシラン、ノルマルペンタシラ
ン、ノルマルヘキサシランの液体状高次シラン混合液
１．６ｃｍ3 を滴下した後、スピンコーターにより石英
基板８の全面に塗布した。次に再度、ガス供給ライン４
から塗布室１及び製膜室２内にヘリウムガスを導入し、
１００ｋＰａまで加圧した。次に、石英基板８を加熱ヒ
ーター６上に移動させ、ゲートバルブ１１を閉じた。
ン、ノルマルペンタシラン、ノルマルヘキサシランの液
体状高次シラン混合液を使用し、以下に示す手順で製膜
を行った。まず、ゲートバルブ１１を開いた状態で、塗
布室１及び製膜室２を２×１０-4Ｐａまで真空排気した
後、ガス供給ライン４からヘリウムガスを４０ｋＰａま
で導入した。次に、半導体原料供給ライン３から石英基
板８上にノルマルテトラシラン、ノルマルペンタシラ
ン、ノルマルヘキサシランの液体状高次シラン混合液
１．６ｃｍ3 を滴下した後、スピンコーターにより石英
基板８の全面に塗布した。次に再度、ガス供給ライン４
から塗布室１及び製膜室２内にヘリウムガスを導入し、
１００ｋＰａまで加圧した。次に、石英基板８を加熱ヒ
ーター６上に移動させ、ゲートバルブ１１を閉じた。
【００２８】その後、排気ライン５からヘリウムガスを
排気し、製膜室２内の圧力を４０ｋＰａにした。石英基
板８を毎分１００℃で６００℃まで昇温し、６００℃で
３０分間基板温度を保持して石英基板８上にシリコン膜
を形成させた。昇温及び温度保持の間は、適宜、排気ラ
イン５からヘリウムガスを排気して製膜室２内の圧力を
４０ｋＰａに保った。製膜終了後、シリコン付着部材９
にはシリコンが付着していた。基板８上に得られたシリ
コン膜の断面構造を透過型電子顕微鏡で観察したとこ
ろ、多層構造は認められなかった。
排気し、製膜室２内の圧力を４０ｋＰａにした。石英基
板８を毎分１００℃で６００℃まで昇温し、６００℃で
３０分間基板温度を保持して石英基板８上にシリコン膜
を形成させた。昇温及び温度保持の間は、適宜、排気ラ
イン５からヘリウムガスを排気して製膜室２内の圧力を
４０ｋＰａに保った。製膜終了後、シリコン付着部材９
にはシリコンが付着していた。基板８上に得られたシリ
コン膜の断面構造を透過型電子顕微鏡で観察したとこ
ろ、多層構造は認められなかった。
【００２９】＜実施例２＞ガラス基板８を毎分１００℃
で４５０℃まで昇温し、４５０℃で３０分間基板温度を
保持した以外は、実施例１と同様にしてシリコン膜を形
成させた。製膜終了後、シリコン付着部材９にはシリコ
ンが付着していた。基板８上に得られたシリコン膜の断
面構造を透過型電子顕微鏡で観察したところ、多層構造
は認められなかった。
で４５０℃まで昇温し、４５０℃で３０分間基板温度を
保持した以外は、実施例１と同様にしてシリコン膜を形
成させた。製膜終了後、シリコン付着部材９にはシリコ
ンが付着していた。基板８上に得られたシリコン膜の断
面構造を透過型電子顕微鏡で観察したところ、多層構造
は認められなかった。
【００３０】＜実施例３＞半導体原料液としてオクタｔ
−ブチルシクロテトラシラン（Ｓｉ4 （Ｃ（Ｃ
Ｈ 3 ）3 ）8 ）のトルエン溶液を用い、これをガラス基
板８上に塗布した後、トルエンを蒸発させてから、ガラ
ス基板８を毎分１００℃で４５０℃まで昇温し、４５０
℃で３０分間基板温度を保持した以外は、実施例１と同
様にしてシリコン膜を形成させた。製膜終了後、シリコ
ン付着部材９にはシリコンが付着していた。基板８上に
得られたシリコン膜の断面構造を透過型電子顕微鏡で観
察したところ、多層構造は認められなかった。
−ブチルシクロテトラシラン（Ｓｉ4 （Ｃ（Ｃ
Ｈ 3 ）3 ）8 ）のトルエン溶液を用い、これをガラス基
板８上に塗布した後、トルエンを蒸発させてから、ガラ
ス基板８を毎分１００℃で４５０℃まで昇温し、４５０
℃で３０分間基板温度を保持した以外は、実施例１と同
様にしてシリコン膜を形成させた。製膜終了後、シリコ
ン付着部材９にはシリコンが付着していた。基板８上に
得られたシリコン膜の断面構造を透過型電子顕微鏡で観
察したところ、多層構造は認められなかった。
【００３１】＜実施例４＞半導体原料液としてドデカク
ロロペンタシラン（Ｓｉ5 Ｃｌ12）の石油エーテル溶液
を用い、これをガラス基板８上に塗布した後、石油エー
テルを蒸発させてから、ガラス基板８を毎分１００℃で
４５０℃まで昇温し、４５０℃で３０分間基板温度を保
持した以外は、実施例１と同様にしてシリコン膜を形成
させた。製膜終了後、シリコン付着部材９にはシリコン
が付着していた。基板８上に得られたシリコン膜の断面
構造を透過型電子顕微鏡で観察したところ、多層構造は
認められなかった。
ロロペンタシラン（Ｓｉ5 Ｃｌ12）の石油エーテル溶液
を用い、これをガラス基板８上に塗布した後、石油エー
テルを蒸発させてから、ガラス基板８を毎分１００℃で
４５０℃まで昇温し、４５０℃で３０分間基板温度を保
持した以外は、実施例１と同様にしてシリコン膜を形成
させた。製膜終了後、シリコン付着部材９にはシリコン
が付着していた。基板８上に得られたシリコン膜の断面
構造を透過型電子顕微鏡で観察したところ、多層構造は
認められなかった。
【００３２】＜実施例５＞実験装置として図２に示した
装置３０を使用した。装置３０の塗布室１には、半導体
原料供給ライン３と排気ライン５が、製膜室２にはガス
供給ライン４、排気ライン５が備えられている。また、
塗布室１内にはスピンコーター７が、製膜室２内には加
熱ヒーター６及び加熱ヒータ６上に載置された石英基板
８を覆うようにメッシュ状のシリコン付着部材１０が設
置されている。メッシュ状のシリコン付着部材１０は、
石英を材料として椀状に形成され、メッシュを構成する
線材の表面が原料付着面１０ａとなる。半導体原料液と
してノルマルテトラシラン、ノルマルペンタシラン、ノ
ルマルヘキサシランの液体状高次シラン混合液を使用
し、以下に示す手順で製膜を行った。
装置３０を使用した。装置３０の塗布室１には、半導体
原料供給ライン３と排気ライン５が、製膜室２にはガス
供給ライン４、排気ライン５が備えられている。また、
塗布室１内にはスピンコーター７が、製膜室２内には加
熱ヒーター６及び加熱ヒータ６上に載置された石英基板
８を覆うようにメッシュ状のシリコン付着部材１０が設
置されている。メッシュ状のシリコン付着部材１０は、
石英を材料として椀状に形成され、メッシュを構成する
線材の表面が原料付着面１０ａとなる。半導体原料液と
してノルマルテトラシラン、ノルマルペンタシラン、ノ
ルマルヘキサシランの液体状高次シラン混合液を使用
し、以下に示す手順で製膜を行った。
【００３３】まず、ゲートバルブ１１を開いた状態で、
塗布室１及び製膜室２を２×１０-4Ｐａまで真空排気し
た後、ガス供給ライン４からヘリウムガスを４０ｋＰａ
まで導入した。次に、半導体原料供給ライン３から石英
基板８上にノルマルテトラシラン、ノルマルペンタシラ
ン、ノルマルヘキサシランの液体状高次シラン混合液
１．６ｃｍ3 を滴下した後、スピンコーターにより石英
基板８全面に塗布した。次に、再度、ガス供給ライン４
から塗布室１及び製膜室２内にヘリウムガスを導入、１
００ｋＰａまで加圧した。次に、石英基板８を加熱ヒー
ター６上に移動させ、ゲートバルブ１１を閉じた。
塗布室１及び製膜室２を２×１０-4Ｐａまで真空排気し
た後、ガス供給ライン４からヘリウムガスを４０ｋＰａ
まで導入した。次に、半導体原料供給ライン３から石英
基板８上にノルマルテトラシラン、ノルマルペンタシラ
ン、ノルマルヘキサシランの液体状高次シラン混合液
１．６ｃｍ3 を滴下した後、スピンコーターにより石英
基板８全面に塗布した。次に、再度、ガス供給ライン４
から塗布室１及び製膜室２内にヘリウムガスを導入、１
００ｋＰａまで加圧した。次に、石英基板８を加熱ヒー
ター６上に移動させ、ゲートバルブ１１を閉じた。
【００３４】その後、排気ライン５からヘリウムガスを
排気し、製膜室２内の圧力を４０ｋＰａにした。石英基
板８を毎分１００℃で６００℃まで昇温し、６００℃で
３０分間基板温度を保持して石英基板８上にシリコン膜
を形成させた。昇温及び温度保持中は適宜、排気ライン
５からヘリウムガスを排気して製膜室２内の圧力を４０
ｋＰａに保った。製膜終了後、シリコン付着部材９には
シリコンが付着していた。基板８上に得られたシリコン
膜の断面構造を透過型電子顕微鏡で観察したところ、多
層構造は認められなかった。
排気し、製膜室２内の圧力を４０ｋＰａにした。石英基
板８を毎分１００℃で６００℃まで昇温し、６００℃で
３０分間基板温度を保持して石英基板８上にシリコン膜
を形成させた。昇温及び温度保持中は適宜、排気ライン
５からヘリウムガスを排気して製膜室２内の圧力を４０
ｋＰａに保った。製膜終了後、シリコン付着部材９には
シリコンが付着していた。基板８上に得られたシリコン
膜の断面構造を透過型電子顕微鏡で観察したところ、多
層構造は認められなかった。
【００３５】＜実施例６＞ガラス基板８を毎分１００℃
で４５０℃まで昇温し、４５０℃で３０分間基板温度を
保持した以外は、実施例３と同様にしてシリコン膜を形
成させた。製膜終了後、シリコン付着部材９にはシリコ
ンが付着していた。基板８上に得られたシリコン膜の断
面構造を透過型電子顕微鏡で観察したところ、多層構造
は認められなかった。
で４５０℃まで昇温し、４５０℃で３０分間基板温度を
保持した以外は、実施例３と同様にしてシリコン膜を形
成させた。製膜終了後、シリコン付着部材９にはシリコ
ンが付着していた。基板８上に得られたシリコン膜の断
面構造を透過型電子顕微鏡で観察したところ、多層構造
は認められなかった。
【００３６】＜比較例＞本発明のシリコン膜形成装置に
よるシリコン膜の形成を、従来のシリコン膜形成装置に
よるシリコン膜の形成と比較するために、図３に示した
従来のシリコン膜形成装置１００を使用してシリコン膜
を形成した。装置１００は、本発明のシリコン膜形成装
置２０、３０と対比してシリコン付着部材９、１０に相
当する部材を備えていない点で異なっている。半導体原
料液としてノルマルテトラシラン、ノルマルペンタシラ
ン、ノルマルヘキサシランの液体状高次シラン混合液を
使用し、以下に示す手順でシリコン膜の形成を行った。
よるシリコン膜の形成を、従来のシリコン膜形成装置に
よるシリコン膜の形成と比較するために、図３に示した
従来のシリコン膜形成装置１００を使用してシリコン膜
を形成した。装置１００は、本発明のシリコン膜形成装
置２０、３０と対比してシリコン付着部材９、１０に相
当する部材を備えていない点で異なっている。半導体原
料液としてノルマルテトラシラン、ノルマルペンタシラ
ン、ノルマルヘキサシランの液体状高次シラン混合液を
使用し、以下に示す手順でシリコン膜の形成を行った。
【００３７】まず、ゲートバルブ１１を開いた状態で、
塗布室１及び製膜室２を２×１０-4Ｐａまで真空排気し
た後、ガス供給ライン４からヘリウムガスを４０ｋＰａ
まで導入した。次に、半導体原料供給ライン３から石英
基板８上にノルマルテトラシラン、ノルマルペンタシラ
ン、ノルマルヘキサシランの液体状高次シラン混合液
１．６ｃｍ3 を滴下した後、スピンコーターにより石英
基板８全面に塗布した。次に、再度、ガス供給ライン４
から塗布室１及び製膜室２内にヘリウムガスを導入し、
１００ｋＰａまで加圧し、石英基板８を加熱ヒーター６
上に移動させ、ゲートバルブ１１を閉じた。その後、排
気ライン５からヘリウムガスを排気し製膜室２内の圧力
を４０ｋＰａにし、石英基板８を毎分１００℃で６００
℃まで昇温し、６００℃で３０分間基板温度を保持して
石英基板８上にシリコン膜を形成させた。昇温及び温度
保持中は適宜、排気ライン５からヘリウムガスを排気し
て製膜室２内の圧力を４０ｋＰａに保った。石英基板８
上に得られたシリコン膜の断面構造を透過型電子顕微鏡
で観察したところ、結晶性の異なる多層構造となってい
ることが認められた。
塗布室１及び製膜室２を２×１０-4Ｐａまで真空排気し
た後、ガス供給ライン４からヘリウムガスを４０ｋＰａ
まで導入した。次に、半導体原料供給ライン３から石英
基板８上にノルマルテトラシラン、ノルマルペンタシラ
ン、ノルマルヘキサシランの液体状高次シラン混合液
１．６ｃｍ3 を滴下した後、スピンコーターにより石英
基板８全面に塗布した。次に、再度、ガス供給ライン４
から塗布室１及び製膜室２内にヘリウムガスを導入し、
１００ｋＰａまで加圧し、石英基板８を加熱ヒーター６
上に移動させ、ゲートバルブ１１を閉じた。その後、排
気ライン５からヘリウムガスを排気し製膜室２内の圧力
を４０ｋＰａにし、石英基板８を毎分１００℃で６００
℃まで昇温し、６００℃で３０分間基板温度を保持して
石英基板８上にシリコン膜を形成させた。昇温及び温度
保持中は適宜、排気ライン５からヘリウムガスを排気し
て製膜室２内の圧力を４０ｋＰａに保った。石英基板８
上に得られたシリコン膜の断面構造を透過型電子顕微鏡
で観察したところ、結晶性の異なる多層構造となってい
ることが認められた。
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば、液体状高次シラン等の
蒸気圧の高い液体状の半導体原料または半導体原料の溶
液を基体上に塗布し、加熱して分解させシリコン膜を形
成する際に、塗布面から加熱により気化したシリコン粒
子及び半導体原料を、基体の半導体原料液塗布面と対向
する位置に配設されたシリコン付着部材の原料付着面に
付着させることができる。これにより、基体上には塗布
された半導体原料液の高次シラン等が塗布液中で熱重合
して形成された熱重合膜の層（液相成長層）のみからな
るシリコン膜を形成できる。したがって、基体上に気相
成長層と液相成長層とからなるシリコンの多層構造の形
成を防止でき、膜質が均一であるシリコン膜を得ること
ができる。また、ＣＶＤ法等の従来のシリコン膜形成に
おけるコスト面等の問題を回避できるとともに、形成さ
れる膜質が膜内で均一であることによりシリコン膜のデ
バイスプロセス等への応用が広がる。
蒸気圧の高い液体状の半導体原料または半導体原料の溶
液を基体上に塗布し、加熱して分解させシリコン膜を形
成する際に、塗布面から加熱により気化したシリコン粒
子及び半導体原料を、基体の半導体原料液塗布面と対向
する位置に配設されたシリコン付着部材の原料付着面に
付着させることができる。これにより、基体上には塗布
された半導体原料液の高次シラン等が塗布液中で熱重合
して形成された熱重合膜の層（液相成長層）のみからな
るシリコン膜を形成できる。したがって、基体上に気相
成長層と液相成長層とからなるシリコンの多層構造の形
成を防止でき、膜質が均一であるシリコン膜を得ること
ができる。また、ＣＶＤ法等の従来のシリコン膜形成に
おけるコスト面等の問題を回避できるとともに、形成さ
れる膜質が膜内で均一であることによりシリコン膜のデ
バイスプロセス等への応用が広がる。
【図１】本発明の実施例１、２、３、４のシリコン膜の
形成に用いた装置の概略横断面である。
形成に用いた装置の概略横断面である。
【図２】本発明の実施例５、６のシリコン膜の形成に用
いた装置の概略横断面である。
いた装置の概略横断面である。
【図３】シリコン膜の形成の比較実験に用いた従来の装
置の概略横断面である。
置の概略横断面である。
１ 塗布室 ２ 製膜室 ３ 半導体原料供給ライン ４ ガス供給ライン ５ 排気ライン ６ 加熱ヒーター ７ スピンコーター ８ 基板（基体） ８ａ 塗布面 ９ シリコン付着部材 ９ａ 原料付着面 １０ シリコン付着部材 １０ａ 原料付着面 １１ ゲートバルブ ２０ シリコン膜形成装置 ３０ シリコン膜形成装置
Claims (11)
- 【請求項１】 半導体原料液が塗布された基体を加熱手
段により加熱して基体上にシリコン膜を形成させるシリ
コン膜形成装置において、基体の半導体原料液の塗布面
と対向する位置に配設され、加熱により塗布面から気化
した半導体原料を付着させる原料付着面を有するシリコ
ン付着部材を備えたことを特徴とするシリコン膜形成装
置。 - 【請求項２】 半導体原料液が、液体状の原料のみでな
るか、原料の溶液からなり、シリコン付着部材の原料付
着面が、少なくとも加熱の際に基体の半導体原料液の塗
布面から所定の間隔を有して基体を覆うように形成され
てなる請求項１に記載のシリコン膜形成装置。 - 【請求項３】 シリコン付着部材の原料付着面が、平面
状または椀状に形成された、板状もしくはメッシュ状の
部材である請求項１または２に記載のシリコン膜形成装
置。 - 【請求項４】 シリコン付着部材の原料付着面が、５〜
１８０ｍｍの間隔を有して基体の半導体原料液の塗布面
と対向する請求項１〜３のいずれか１つに記載のシリコ
ン膜形成装置。 - 【請求項５】 気化した半導体原料を付着させる際、シ
リコン付着部材の温度が基体の半導体原料液の塗布面の
温度よりも低くなるよう設定されてなる請求項１〜４の
いずれか１つに記載のシリコン膜形成装置。 - 【請求項６】 原料付着面が、少なくとも基体の投射影
を投影するに足る面積を有する請求項１〜５のいずれか
１つに記載のシリコン膜形成装置。 - 【請求項７】 半導体原料液を基体上に塗布した後、加
熱によりこの基体上にシリコン膜を形成させるシリコン
膜形成方法において、請求項１〜６のいずれか１つに記
載の装置を用いることを特徴とするシリコン膜形成方
法。 - 【請求項８】 半導体原料液が、一般式Ｓｉn Ｒm Ｓｙ
i （ｎはｎ≧１の整数、Ｒはそれぞれ独立に水素、有機
基からなる群から選択される。Ｓｙはシリル基、ｍ＋ｉ
＝２ｎ＋２、ｍはｍ≧０の整数、ｉはｉ≧０の整数）あ
るいはＳｉqＲt Ｓｙw （ｑはｑ≧３の整数、Ｒはそれ
ぞれ独立に水素、有機基からなる群から選択される。Ｓ
ｙはシリル基、ｔ＋ｗ＝２ｑ、ｔはｔ≧０の整数、ｗは
ｗ≧０の整数）、ならびにＳｉn Ｘk Ｈj （Ｘはハロゲ
ン原子、ｋ＋ｊ＝２ｎ＋２、ｋはｋ≧１の整数、ｊはｊ
≧０の整数、ｎはｎ≧１の整数）あるいはＳｉq Ｘy Ｈ
z （Ｘはハロゲン原子、ｙ＋ｚ＝２ｑ、ｙはｙ≧１の整
数、ｚはｚ≧０の整数、ｑはｑ≧３の整数）で表される
化合物である請求項７に記載のシリコン膜の形成方法。 - 【請求項９】 シリコン膜の形成が、不活性ガス雰囲気
中で行われる請求項７または８に記載のシリコン膜形成
方法。 - 【請求項１０】 シリコン膜の形成が、圧力が１０ｋＰ
ａ以上の雰囲気ガス中で行われる請求項７から９のいず
れか１つに記載のシリコン膜形成方法。 - 【請求項１１】 半導体原料液の塗布が、基体上に塗布
厚み１μｍ以上で行われる請求項７から１０のいずれか
１つに記載のシリコン膜形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11028850A JP2000228369A (ja) | 1999-02-05 | 1999-02-05 | シリコン膜形成装置及びシリコン膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11028850A JP2000228369A (ja) | 1999-02-05 | 1999-02-05 | シリコン膜形成装置及びシリコン膜形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000228369A true JP2000228369A (ja) | 2000-08-15 |
Family
ID=12259865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11028850A Pending JP2000228369A (ja) | 1999-02-05 | 1999-02-05 | シリコン膜形成装置及びシリコン膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000228369A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002324907A (ja) * | 2001-04-25 | 2002-11-08 | Jsr Corp | 太陽電池の製造法 |
| JP2003013237A (ja) * | 2001-06-28 | 2003-01-15 | Kobe Steel Ltd | プラズマ成膜装置 |
| US6846513B2 (en) | 2000-12-28 | 2005-01-25 | Seiko Epson Corporation | Method for fabricating a silicon thin-film |
| WO2024176925A1 (ja) * | 2023-02-22 | 2024-08-29 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | ペロブスカイト太陽電池セル製造装置、ペロブスカイト太陽電池セルの製造方法、及び、ペロブスカイト太陽電池セルの製造条件の選定方法 |
-
1999
- 1999-02-05 JP JP11028850A patent/JP2000228369A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6846513B2 (en) | 2000-12-28 | 2005-01-25 | Seiko Epson Corporation | Method for fabricating a silicon thin-film |
| JP2002324907A (ja) * | 2001-04-25 | 2002-11-08 | Jsr Corp | 太陽電池の製造法 |
| JP2003013237A (ja) * | 2001-06-28 | 2003-01-15 | Kobe Steel Ltd | プラズマ成膜装置 |
| WO2024176925A1 (ja) * | 2023-02-22 | 2024-08-29 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | ペロブスカイト太陽電池セル製造装置、ペロブスカイト太陽電池セルの製造方法、及び、ペロブスカイト太陽電池セルの製造条件の選定方法 |
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